ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.09.2020
Просмотров: 1999
Скачиваний: 3
Kвб = Vб/Vв.
Паказчык умоўнага вадаабмену паказвае колькасць гадоў ці некаторую частку года (пары года, месяца), за які вада вадаёма замяняецца новай вадой. Калі, напрыклад, Квб раўняецца 5, то поўны аб’ём вадаёма мяняецца 5 разоў за год. Калі каэфіціент роўны 0,25, то кожны год абменьваецца толькі чацвёртая частка аб’ёму вады, а поўны вадаабмен праходзіць прыкладна за поўны чатыры гады. Аднак паказчык вадаабмену з’яўляецца ўмоўным. Лічыцца, што ўся вада вадаёма удзельнічае ў вадаабмене. На самой справе найбольш інтенсіўна абменьваецца актыўная частка рэк, азёр, дзе назіраецца найбольшая хуткасць вады. У вялікіх азёрах і акіяне актыўны вадаабмен адбываецца ў іх паверхні, дзе выпадаюць ападкі і ідзе выпарванне вады.
Для рэк, азёр і вадасховішчаў, у водным балансе якіх галоўную ролю іграе сцёк вады з вадазбору і з саміх вадаёмаў, замест паказчыка Квб карыстаюцца паказчыкам умоўнага вадаабмену С. І. Грыгор’ева Квб = Vcц./Vв, дзе Vcц – аб’ём сцёку вады з вадаёма.
Табліца 3.1
Тыпізацыя вадаёмаў па вадаабмену (паволе Б.Б.Багаслоўскага)
|
Тыпалагічная група |
Падгрупа |
Водныя аб’екты |
Каэфіцыент умоўнага вадаабмена |
Перыяд вадаабмена |
|
Транзітныя |
- |
Рэкі |
Больш 100 |
Гадзіны, дні |
|
Транзітна- акамулятыўныя |
I
II |
Праточныя вадаёмы Вельмі праточныя азёры, вадасховішчы штодзённага рэгуліравання Сярэднепраточныя азёры, вадасховішчы тыднёвага рэгуліравання |
100- 25
25- 4 |
Дні, тыдні
Тыдні, поры года |
|
Акамулятыўна- транзітныя |
I
II
III |
Сцёкавыя вадаёмы Азёры з невялікім вадаабменам, вадасховішчы гадавога рэгуліравання Азёры з сярэднім вадаабменам, вадасховішчы тыднёвага рэгуліравання Азёры з слабым вадаабменам |
4-1
1-0,1
Меньш 0,1 |
Поры года, года Гады
Дзесяткі гадоў |
|
Акамулятыўныя |
I
II
III |
Бязсцёкавыя вадаёмы Перасыхаючыя азёры
Неперасыхаючыя азёры
Сусветны акіян |
1-0,1
Меньш 0,1 3 х104 |
Гады, цыклы ўвільгатнення Дзесяткі гадоў
Каля 3000 год |
Пры значным вадаабмене, які назіраецца ў рэк, добра праточных азёрах і вадасховішчах, вада, а разам з ею цвёрдыя і раствораныя рэчывы праходзяць праз вадаёмы у асноўным транзітам. У вніку вада вадаёмаў захоўвае свае асноўныя характэрыстыкі, якія абумоўлены геаграфічнымі ўласцівасцямі мясцовасці, з якой яна сцякае. Размеркаванне па дну вадаёмаў залежыць ад хуткасці водных патокаў і інтеніўнасці перамешвання вады. У водным балансе вадаёмаў галоўную ролю выконвае сцёк з вадазбора і вадаёма, таму ўласцівасці вады змяняюцца па порах года.
Пры запаволеным вадаабмене, характэрным для слабапраточных і бязсцёкавых азёр, Сусветнага акіяна, вада надоўга затрымліваецца ў вадаёмах і за пэўны прамежак часу змяняе свае ўласцівасці у выніку гідраграфічных, гідрахімічных і біялагічных працэсаў. Вада такіх вадаёмаў значна адрозніваецца ад вады іх вадазбораў. Унутрыгадавыя ваганні ўласцівасцей вады такіх вадаёмаў значна меншыя.
Паказчык умоўнага вадаабмена часта улічваецца пры тыпізацыі вадаёмаў. Паводле Б. Б. Багаслоўскага, па інтенсіўнасці вадаабмена звычайна выдзяляюцца дзве групы вадаёмаў: транзітныя і акамулятыўныя (табл. 3.1). Паміж імі можна выдзяеліць прамежкавыя тыпы: транзітна-акамулятыўныя і акамулятыўна-транзітныя.
Да транзітнай групы адносяцца рэкі з найбольш інтенсіўным вадаабменам, які адбываецца за некалькі дзён на працягу сто і больш кіламетраў.
У транзітна-акамулятыўнай групе вадаёмаў перыяд вадаабмена не больш адной пары года. Дзяленне групы на 2 падгрупы звязана з “цвіценнем” вады вадаёмаў, якое адбываецца пры значэнні паказчыка ўмоўнага вадаабмена 25 і ніжэй. Пад “цвіценнем” звычайна разумеюць інтенсіўны працэс развіцця водарасцей.
Вадаабмен вадаёмаў акамулятыўна-транзітнай групы значна запавольваецца. Паказчык умоўнага вадаабмена павялічваецца ад пары года да дзесяткаў год. Працэс акамуляцыі прынесеных рэчываў у вадаём перавагае над працэсам транзіта.
Для вадаёмаўакамулятыўнай групы уласцівва адсутнасць транзіта вады і рэчываў. Сапы нізкі паказчык вадаабмена звязаны з поўнай адсутнасцю з іх сцёку вады. Страты вады вадаёмаў звязаны толькі з выпарваннем вады з іх паверхні.
3.4. Механізм руху вады
Механізм руху вадкасці – складаны працэс. Першапачаткова лічылася, што рух вадкасці прадстаўяле сабой паралельны рух струменяў усёй масы вадкасці. Кожная часцінка вадкасці рухаецца паралельна адна адной і абмен паміж імі не адбываецца. Аднак даследаванні сведчаць аб працэсу руху вадкасцей як аб складаным працэсе, механізм якога залежыць ад шэрагу фактараў.
Худкасць вадкасці на паверхні, па якой яна рухаецца роўна нулю, а найбольшая – на паверхні плыні. Пры руху ў капілярах і трубах максімальная хуткасць назіраецца ў цэнтры плыні. Такі рух называецца ламінарным. Пры пастаянным расходзе вады хуткасць плыні не змяняецца па велічіні і з цягам часу. У адкрытых плынях хуткасць ад дна да паверхні плаўна павялічваецца да найбольшай велічыні у паверхні. Рух залежыць ад вязкасці вадкасці і супраціўленне руху прма прапарцыянальна хуткасці. Перамешванне вадкасці уў плыні адбываецца па законам дыфузіі. Ламінарны рух вады назіраецца звычайна ў падземных плынях у дробназярністых грунтах.
Турбулентны рух практычна не залежыць ад вязкасці вадкасці. Супраціўленне руху ў турбулентных плынях прама прапарцыянальна квадрату хуткасці.
Пераход ад ламінарнага да турбулентнага руху і наадварот адбываецца пры пэўных умовах і залежыць ад суадносін паміж хуткасцю (Vср.) і Глыбінёй (Нср.) плыні і выражаецца безразмернай лічбай Рэйнольдса:
R = Vср Нср / ν,
дзе ν – паказчык кінематычнай вязкасці. Хуткасць, пры якой ламінарны рух становіцца турбулуентным, называецца крытычнай. Пераход ад ламінарнага руху да турбулентнага адбываецца пры малых значэннях хуткасці, таму ў рэках і другіх вадацёках назіраецца турбулентны рух вады.
Па сучасным даследаванням “элементарныя” аб’ёмы вады на працягу некаторага адрэзка часу захоўваюць напрамак і аб’ём. Рух гэтых аб’ёмаў вады па крывалінейным траекторыям і хаатычна з безперапыннай зменай напрамку і хуткасці прыводзіць да ўзаімнага іх тармажэння. Гэта тлумачыць віхравы пульсуючы характар воднай плыні ў рацэ і перамешванне воднай масы. Інтенсіўнасць перамешвання ўзмацняецца з павелічэннем хуткасці плыні. Гэтая з’ява у гідралогіі мае вялікае значэнне. Яна спрыяе выраўноўванню тэмпературы вады, канцэнтрацыі завіслых і раствораных часцінак па ўсяму воднаму сячэнню воднай плыні.
Вада рухаецца па ухілу пад уздзеяннем сіл цяжару. Гэтую сілу можна падзяліць на дзве састаўляючыя: паралельна дну рэчышча і і нармальную дну. Сіла, накіраваная паралельна дну рэчышча, залежыць ад нахілу і вызывае рух вады. Сіла, накіраваная па нармалі да дна, ураўнаважаецца сіла, рэакціі з боку дна рэчышча. Сіла. якая вызыве рух вады, дзейнічае пастаянна і павінна была вызваць паскарэнне руху. Аднак гэта не адбываецца, таму што яна ўраўнаважваецца сілай супраціўлення, якая ўзнікае ў выніку трэння часцінкамі вады і трэння рухаючай вады аб дно і берагі рэчышча. Змены нахілу, шурпатасці рэчышча, звужэнне ці пашырэнне рэчышча вызываюць змены сілы супраціўлення і рухаючай, што прыводзіць да змены хуткасці плыні па даўжыні і глыбіні рэчышча.
У сувязі з гэтым выдзяляюцца наступныя віды усталяванага руху вады: раўнамерны, нераўнамерны. Пры раўнамерным руху плыні, жывое сячэнне, расход вады, хуткасці плыні аднолькавы па ўсёй даўжыні плыні і не змяняецца у адпаведны адрэзак часу. Такі характар руху назіраецца ў каналах з прызнападобным сячэннем.
Пры нераўнамерным руху ухіл, хуткасць, жывое сячэнне не змяняецца ў адпаведны адрэзак часу, але змяняецца па даўжыні плыні. Гэту від рух валы назіраецца у рэках у межанны перыяд пры ўстойлівых расходах вады ў іх. Асабліва характэрны нераўнамерны рух ва ўмовах плыні пасля пабудовы плацін.
Нераўнамерны рух можа быць запаволені і паскораны. Пры нераўнамерным запаволеным руху ўніз па рацэ крывая воднай паверхні прымае выгляд крывой падпора. Ухіл паверхні вады меншы ўхіла дна рэчышча. Пры гэтым глыбіня ў рэчышчы павялічваецца ўніз па цячэнню ў напрамку руху вады. Пры нераўнамерным паскораным руху вадыц крывая паверхні вады называецца крывой спада. Глыбіня рэчышча пры гэтым зніжаецца, а нахіл рэчышча і хуткасць плыні, наадварот, павялічваецца.
Неусталяваны рух вады назіраецца на канкрэтным адрэзку ракі, на якім усе гідралагічныя характарыстыкі руху (ухіл, хуткасць, плошча жывога сячэння змяняюцца па ўсёй даўжыні плыні і з цягам часу. Гэта звычайна адбываецца ў час веснавога паўнаводдзя і паводак.
4. ГІДРАЛОГІЯ РЭК
4.1. Басэйн ракі і гідраграфічная сетка
4.1.1. Гідраграфічная сетка. Вадазбор. Тыпы рэк.
Вада, якая пападае на паверхню зямлі ў выглядзе ападкаў ці выходзячых падземных крыніц, збіраецца ў паніжэннях рэльефа, сцякае пад уплывам сілы цяжару ў напрамку паніжэння мясцовасці і ўтварае паверхневыя вадацёкі. Вада спачатку збіраецца ў невялічкія ручайкі, рэчкі. Апошнія паступова зліваюцца і ўтвараюць рэкі. Рэкі ў сваю чаргу прыймаюць да сябе прытокі і паступова ўніз па цячэнню павялічваюцца. Часам рэкі бяруць свій пачатак з азёр. Таму такая рака ўжо ў пачатку можа мець даволі значныя памеры. Напрыклад, Нява, якая выцякае з Ладажскага возера даволі буйным патокам і практычна не змяняецца да вусця. Рака Нарачанка на Беларусі выцякае з возера Нарач таксама даволі значным вадацёкам.
У залежнасці ад фізіка-геаграфічных і кліматычных умоў павер’хневыя вадацёкі дзейнічаюць пастаянна або перыядычна. Сістэма часова і пастаянна дзейнічаючых вадацёкаў іазёр утвараюць гідраграфічную сетку паверхні сушы. Сюды не ўключаюцца невялічкія струменьчыкі вады у перыяд таяння снегу, ці выпадзення вадкіх атмасферных ападкаў. Характэрным прызнакам рэчышчавай (рачной) сеткі з’яўляецца наяўнасць рэчышча вадацёка. Часам у рэчышчавую сетку ўключаюцца вадацёкі, якія могуць быць зафіксаваны буйнамасштабных тапаграфічных картах.
За доўгі час існавання вадацёкаў пад уздзеяннем эразіённых працэсаў у гідраграфічнай сетцы сфарміраваліся яе асноўныя звення, якія паслядоўна змяняюцца ўніз па рацэ: лагчына, лог, сухадол і рачная даліна.
Рыс. 7.2. Схема асноўных элементаў гідраграфічнай сеткі 1 – аснаўныя элеіенты гідраграфічнай (рэчышчавай) сеткі; 11 – папярочныя профілі: (1 – паверхневы змыў; 2 – донны размыў; 3 –берагавая абразія; 4 – рэчышчавы працэс)
Рачная сетка — частка рэчышчавай сеткі, якая складаецца з рэчышчаў пастаянных вадатокаў. Рэчышчавая сетка утвараецца сукупнасцю рэчышчаў усіх вадатокаў.
Рачная сетка з’яўляецца не выпадквым спалучэннем шматлікіх шляхоў сцёку паверхневых водаў, а вынікам ці адлюстраваннем складанага фізічнага працэса, які працякае на адпаведным участку паверхні зямлі.
У будове гідраграфічнай сеткі выдзяляюцца асноўныя яе элементы: лагчына, лог, сухадол і рачная даліна (рыс. 7.2).
Лагчына — самая верхняя частка гідраграфічнай сеткі мае неясна ці слаба выражаную упадзіну водна-эразійнага паходжання. Яна мае палогія, часцей задзернаваныя схілы і роўнае, увогнутае дно. Лагчына утвараецца часцей за усё пры плошчы вадазбору да 10-15 га. На яе вадазборы назіраецца пераважна паверхневы змыў.
Лог — наступнае за лагчынай звяно гідраграфічнай сеткі. Ад лагчыны ён адрозніваецца большай глыбінёй урэза, большай вышынёй і круцізной схілаў. Тут, як правіла, назіраецца размыў дна і берагоў. Лагі збіраюць ваду ужо з плошчы ад 10-15 га да 10-15 км2.
Сухадол знаходзіцца перад далінай, адрозніваецца асіметрыяй схілаў, наяўнасцю рэчышча часовага вадатока. Плошча вадазбора у сухадолаў складае каля 10-15 км2.
Даліна найбольш поўна выпрацавана вадой вадатокаў. Яна характэрызуецца значнай працягласцю і плошчай вадазбора і наяўнасцю пастаяннага вадатока.
Водна-эразійныя працэсы і у асаблівасці лінейная эрозія, з’яўляюцца магутным рэльефаутвараючым фактарам, які значна уплывае на развіццё элементаў рэчышчавай і гідраграфічнай сеткі. Сцёк з паверхні зямлі ажыццяўляецца як у выглядзе пластавых плыняў, так і у выглядзе струменяў і ручаёў. Узнікаючыя струмені вады можна падзяліць на тры групы па ступені ўздзеяння на паверхню зямлі, (табл. 7.1). Зазвіццё таго ці другога тыпа ручайковай сеткі вызначае баланс прадуктаў размыву. Узнікаючыя прамоіны, пераходзяць у яры, балкі, у якіх пазней узнікаюць часовыя, а пасля і магчыма пастаянныя вадацёкі. Такім чынам фарміруецца добра выражаныя у рэльефе ярава-балкавыя сістэмы, першыя элементы рэчышчавай сеткі.
Вадазборы ярава-балкавай сеткі даволі выразна адлюстроўваюцца у рэльефе. Іх плошча складае ў сярэднім ад 2-5 да 7 км2, радзей і болей. Па канфігурацыі у плане (па форме) іх вадазборы можна падзяліць на тры
Рыс. 7.3. Характэрныя канфігурацыі вадазборных басейнаў ярава-балкавых сістэм (па А.І. Паўлоўскаму, 1994): 1 – грушападобная, 2 – трывугольная, 3 – лінейная з востравугольным замыканнем вярхоўя
асноўныя тыпы: грушавідныя, трывугольныя, лінейна выцягнутыя з востра- ці прамавугольным замыканнем у вярхоўях (рыс. 7.3). Малюнак вадазбораў цесна звязаны са структурай ярава-балкавых сістэм.
Грушавідная форма вадазбора характэрна ярава-балкавым комплексам з сіметрычна зыходзячыміся бакавымі балкамі (прытокамі), якія ў сваю чаргу прыймаюць яры другога парадку з рознай ступенню актыўнасці. Структура вадазбораў трывугольнай формы больш простая і складаецца з асноўнай балкі ці яра, якая прыймае прытокі ў ніжняй частцы сістэмы. Лінейна выцягнутыя вадазборы па велічыні займаюць прамежкавае палажэнне. Структура эразійннай сеткі прадстаўлена асноўнай балкай часта са слаба актыўным донным яром, які раўнамерна прыймае яры у асноўным першага парадку.
Плошчы ярава-балкавых сістэм павялічаюцца па меры ускладнення эразійннай сеткі. З ростам плошчы павялічваецца даўжыня часовых вадацёкаў і памяншаюцца ухілы тальвегаў.
Для большасці форм лінейнай эрозіі характэрна асіметрыя. Галоўнай прычынай асіметрым з’яўляюцца кліматычны і гідралагічны фактары.
Сукупнасць рэк, якія ўпадаюць у разглядаемую раку разам з галоўнай ракой называюць рачной сістэмай. Рачная сістэма ўключае галоўную раку, непасрэдна ўпадаючыя ўяе прытокі першага парадку, другога парадку (прытокі, якія ўпадаюць у пртокі першага парадку) і г.д. Такая класіфікацыя прытокаў прыйшла ў гідралогію з фізічнай гідраграфіі і цяпер шырока ўжываецца ў гідралогіі. Аднак такая тыпізацыя мае некаторыя і адмоўныя прыкметы. У адзін і той жа клас адносяцца як прытокі галоўнай ракі, так і вялікія водныя артэрыі. Таму па прапанове Р.Е Хортана была прынята друга тыпізацыя, па якой самыя маленькія прытокі адносяцца да першага парадку. Наступныя прытокі, якія прыймаюць да сябе прытокі першага парадку адносяцца да другога, а рэкі, якія прыймаюць прытокі першага і другога парадку адносяць да пртокаў трэцяга і г.д. Такім чынам галоўная рака будзе адносіцца да самага высокага парадку. Па гэтай тыпізацыі р. Дняпро вышэй вусця р. Дняпрэц мае трэці парадак, ніжэй вусця р. Нямошчаная – чацвёртая, каля г. Дарагобужа – пяты, ніжэй вусця р. Вопь – шосты, ніжэй Сажа – сёмы, а ніжэй вусця Прыпяці – восьмы.